一种内球面镗孔装置及其加工方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种内球面镗孔装置及其加工方法。


背景技术：

2.传统的车床在加工内球面时，是将被加工件夹在车床主轴的卡盘上，将安装在刀架上的车刀摇至工件内孔中，通过卡盘带动工件旋转，由手动或电动控制纵向进刀和横向进刀来进行内球面的加工作业；但是由于加工的内腔为弧面，利用横向和纵向来加工弧面的精度较差。
3.为解决上述问题，现有技术中设计了另一类内球面加工装置，其刀具的一端转动连接在安装杆上，推动模块朝向工件内孔移动并通过连杆以驱动刀具弧形转动进而实现角度调节；但实践中在针对加工的工件内孔较小时，一方面这种加工装置的推动模块不能够伸入到工件内孔中，其与工件的外表面易产生运动干涉，另一方面其连杆回转过程中也容易与工件内孔运动干涉，导致装置的紧凑性或适用性较差。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明的第一个目的在于提供了一种内球面镗孔装置，其解决了现有技术中内球面镗孔装置的适用性/紧凑性较差的问题。
5.根据本发明的实施例，一种内球面镗孔装置，如图1至图3所示，包括：动力箱、滑套和刀架，其中，
6.动力箱固定连接有可回转的主轴，本实施例中将主轴设置为阶梯轴；
7.滑套套设在主轴上且其可与该主轴一同回转，滑套上设有驱使其沿着主轴滑动的调节组件；
8.刀架的中部转动连接在主轴的自由端上，刀架的一端安装有刀头，刀架的另一端通过连杆与滑套转动连接，初始状态时，连杆与刀架相连的一端高于另一端(即图1中连杆的右端高于左端)。
9.由于刀架的中部转动连接在主轴的自由端上，刀架的另一端通过连杆与滑套转动连接，使用时先驱动滑套背离动力箱移动以将刀头偏转至背离工件，保证初始状态下连杆与刀架相连的一端高于连杆的另一端，此时连杆倾斜向上，增大连杆与工件内壁的间隙，便于连杆的一部分穿入工件内孔且在整个回转过程中连杆与工件内孔不会产生运动干涉；此外，由于本装置使用时滑套背离工件移动实现镗孔，滑套只会远离工件而不会朝向工件移动，避免滑套以及调节组件与工件产生运动干涉，从而使本装置在使用时可以将工件尽可能的靠近滑套，提升了装置的紧凑性，当然由于其能够加工更小内孔的工件，其同时也提升了装置的适用性。
10.本发明的第二个目的在于提供了一种内球面镗孔加工方法，其解决了现有技术中加工内球面时步骤较为繁琐的问题。
11.一种内球面镗孔加工方法，该方法采用了上述的内球面镗孔装置，且其具体加工
步骤如下：
12.步骤一：先通过所述调节组件驱动所述滑套背离所述动力箱移动，以使所述刀头摆动至朝向所述动力箱；
13.步骤二：滑动所述滑移板以使其带动工件一同靠近所述刀头，直至所述刀头顺利插入到工件的内孔中；
14.步骤三：启动所述动力箱以使所述主轴回转，随后通过所述调节组件逐步驱动滑套背离所述刀头移动，以使所述刀头反向摆动，直至完成工件的加工，最终反向滑动所述滑移板将所述刀头退出。
15.相比于现有技术，本发明的加工方法具有如下有益效果：由于采用了上述镗孔装置，加工时工件仅需沿着主轴的轴线移动即能保证与主轴的同轴度，顺利实现上料和下料，较现有的装夹在卡盘上而言更加方便高效；此外，连杆在加工过程中其与刀架连接的一端始终朝向工件的圆心，从而保证刀头更为顺畅的穿入或退出工件，进一步简化工件的装拆步骤，达到方便高效的目的。
附图说明
16.图1为本发明实施例中镗孔装置的整体结构示意图；
17.图2为图1中a处局部放大图；
18.图3为图1中b处局部放大图。
19.上述附图中：1、动力箱；2、主轴；201、扁方头；202、条形键；3、滑套；301、滑槽；4、刀头；5、连杆；6、滑块；7、摇臂；8、支撑块；9、蜗轮；10、蜗杆；11、把手；12、滑移板；13、刀架；131、底板；132、支耳；14、安装座；15、工件。
具体实施方式
20.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
21.如图1至图3所示，本发明提出了一种实施例，一种内球面镗孔装置，包括：动力箱1、滑套3和刀架13，其中，
22.动力箱1的底部固设有底座，动力箱1固定连接有可回转的主轴2，该动力箱1本身结构为现有技术，可参考现有的带动主轴2回转的一类动力输出结构而设置，此处不再对其赘述；
23.滑套3套设在主轴2上且其可与该主轴2一同回转，滑套3上设有驱使其沿着主轴2滑动的调节组件；
24.刀架13的中部转动连接在主轴2的自由端上，刀架13的一端安装有刀头4，刀架13的另一端通过连杆5与滑套3转动连接，初始状态时(即图1所示状态)，连杆5与刀架13相连的一端高于另一端(即右端高于左端)；
25.采用上述方案，
26.由于刀架13的中部转动连接在主轴2的自由端上，刀架13的另一端通过连杆5与滑套3转动连接，使用时先驱动滑套3背离动力箱1移动以将刀头4偏转至背离工件15，保证初始状态下连杆5与刀架13相连的一端高于连杆5的另一端，此时连杆5由左至右倾斜向上，增大连杆5与工件15内壁的间隙，便于连杆5的一部分穿入工件15内孔且在整个回转过程中连
杆5与工件15内孔不会产生运动干涉；此外，一方面由于本装置加工过程中滑套3背离工件15移动实现镗孔，滑套3只会远离工件15而不会朝向工件15移动，避免滑套3以及调节组件与工件15产生运动干涉，从而使本装置在使用时可以将工件15尽可能的靠近滑套3，提升了装置的紧凑性；另一方面，本装置的刀头4集成回转与角度调节功能，进一步提升了装置的紧凑性；当然由于其能够加工更小内孔的工件15，其同时也提升了装置的适用性；最后，较直接将连杆5与刀架13的刀头4端相连而言，本实施例中的刀架13的背离刀头4的一端作为动力端与连杆5转动连接，连杆5两端转动连接点的高度差较小，能够有效的增大刀头4的折叠角度，通过合理的设置能够使刀头4转动至基本与主轴2平行，从而更加适合加工小内孔的工件15。
27.如图1至图3所示，本发明提出了另一实施例，其与上述实施例的主要区别在于提供了一种调节组件的具体实施方式，其中，在主轴2上固设两条沿其轴向延伸的条形键202，两个条新键202上下对称布置，滑套3内壁上固设有与条形键202相匹配的键槽；滑套3上还设有环形的滑槽301且该槽内设有滑块6；
28.调节组件包括摇臂7、支撑块8和驱动模块，摇臂7的顶端与滑块6通过转轴转动连接，摇臂7的底端通过转轴转动连接在支撑块8，驱动模块安装在支撑块8上，驱动模块与摇臂7背离滑块6的一端相连用以驱使该摇臂7摆动；这样一方面条形键202可带动滑套3与主轴2一同回转，另一方面滑块6在滑槽301内滑动可使滑套3相对于摇臂7转动，通过驱动模块带动摇臂7摆动，即可使滑块6拨块滑套3左右滑动；此外，采用摇臂7驱动滑套3滑动使摇臂7和驱动模块位于滑套3的一侧，较驱动模块位于主轴2的轴向而言更加节省空间，结构紧凑。
29.如图1和图3所示，在本发明提出的另一实施例中，驱动模块包括蜗轮9和蜗杆10，蜗轮9套设且固定在摇臂7的一端的转轴上，蜗杆10通过竖直的转轴转动连接在支撑块8上，蜗杆10与蜗轮9相啮合，转轴的顶端上固设有把手11；工人转动把手11即可通过蜗杆10和蜗轮9啮合传动，实现刀头4的角度调节，一是调节方便，二是较为精确且蜗轮9和蜗杆10可自锁，自带锁止功能。
30.如图1所示，在本发明提出的另一实施例中，还包括滑移板12，滑移板12与工件15可通过螺钉/螺栓可拆卸的固接；滑移板12通过固设在底座上的滑轨滑动连接在底座上，滑轨平行于主轴2的轴线，需要注意的是，滑轨设置位置以及工件15在底座上的安装位置应当设置合理，以保证工件15沿着滑轨滑移时，工件15的圆心处于主轴2的轴线上；沿着滑轨滑动工件15即可完成工件15的上下料，方便快捷。
31.在本发明提出的另一实施例中，其与上述实施例的主要区别在于提供了一种刀架的结构和安装的具体实施方式，如图1和图2所示，主轴2的自由端设置为扁方头201，该扁方头201可通过车削加工而成，刀架13包括底板131和固设在该底板131上的两个支耳132，底板131的一侧与扁方头201的一侧相对且贴合，以避免刀架13转动过程中与主轴2干涉，增大刀架13的偏摆调节幅度，从而增强刀架13的折叠收纳效果，进一步提升装置的适用性；两个支耳132均呈“l”板状，其中一个支耳132通过销轴转动连接在所述扁方头201上且该支耳132与底板131围成容腔以套设在扁方头201的一端外，另一个支耳132通过销轴与连杆5的一端转动连接；刀架13中部的支耳132套设在扁方头201上，形成非悬臂结构，使刀架13与扁方头201的连接更加稳定。
32.进一步的，如图2所示，刀头4上可拆卸的固接有安装座14，安装座14可通过螺钉锁
止在安装座14上，安装座14上设有供刀头4穿过的通道，该通道与刀头4的杆部形状相匹配，常见的为圆形或方形，至于安装座14如何具体的固定刀头4为现有技术，此处不再对其赘述。
33.进一步的，底板131的两端均设有用以避让的斜坡。
34.本发明还提供了一种内球面镗孔加工方法，该方法采用了上述的内球面镗孔装置，且其具体加工步骤如下：
35.步骤一：先转动蜗杆10使其驱动蜗轮9转动，从而使摇臂7顺时针摆动，进而驱动滑套3背离动力箱1移动，在此过程中连杆5驱动刀架13逆时针摆动，直至刀头4摆动至所需角度；
36.步骤二：向左滑动滑移板12以使其带动工件15一同靠近刀头4，直至刀头4顺利插入到工件15的内孔中；
37.步骤三：启动动力箱1以使主轴2回转，主轴2带动滑套3和刀头4一同回转，随反向转动把手11，使蜗轮9逐步驱动滑套3背离刀头4移动，以使刀头4顺时针摆动，直至逐步完成对工件15内孔的加工，最终向右滑动滑移板12将刀头4退出。
38.由于采用了上述镗孔装置，加工时工件15仅需沿着主轴2的轴线移动即能保证与主轴2的同轴度，顺利实现上料和下料，较现有的装夹在卡盘上而言更加方便高效；此外，连杆5在加工过程中其与刀架13连接的一端始终朝向工件15的圆心，从而保证刀头4更为顺畅的穿入或退出工件15，进一步简化工件15的装拆步骤，达到方便高效的目的。
39.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。